Microfotónica

La microfotónica es una rama de la tecnología que se ocupa de dirigir la luz a escala microscópica y se utiliza en redes ópticas . En particular, se refiere a la rama de la tecnología que se ocupa de dispositivos y sistemas integrados a nivel de oblea que emiten, transmiten, detectan y procesan la luz junto con otras formas de energía radiante, con el fotón como unidad cuántica . ^{[ 1 ]}

La microfotónica emplea al menos dos materiales diferentes con un índice de refracción diferencial elevado para comprimir la luz a un tamaño reducido. En general, prácticamente toda la microfotónica se basa en la reflexión de Fresnel para guiar la luz. Si los fotones residen principalmente en el material de mayor índice, el confinamiento se debe a la reflexión interna total . Si el confinamiento se debe a múltiples reflexiones de Fresnel distribuidas , el dispositivo se denomina cristal fotónico . Existen diversos tipos de geometrías utilizadas en microfotónica, como guías de onda ópticas , microcavidades ópticas y rejillas de guía de onda en matriz .

Los cristales fotónicos son materiales no conductores que reflejan diversas longitudes de onda de luz casi a la perfección. A un cristal de este tipo se le puede denominar espejo perfecto . Otros dispositivos empleados en microfotónica incluyen micromirrores y guías de onda de hilo fotónico. Estas herramientas se utilizan para "moldear el flujo de luz", una frase célebre que describe el objetivo de la microfotónica. Los cristales sirven como estructuras que permiten la manipulación, el confinamiento y el control de la luz en una, dos o tres dimensiones del espacio. ^{[ 2 ]}

Un microdisco óptico , un microtoroide óptico o una microesfera óptica utilizan la reflexión interna en una geometría circular para retener los fotones . Este tipo de resonancia óptica de simetría circular se denomina modo de galería susurrante , término acuñado por Lord Rayleigh .

La microfotónica tiene aplicaciones biológicas, las cuales pueden demostrarse en el caso de los "chips biofotónicos", desarrollados para aumentar la eficiencia en términos de "rendimiento fotónico" o la señal luminiscente recolectada emitida por marcadores fluorescentes utilizados en chips biológicos. ^{[ 3 ]}

Actualmente, también se está desarrollando tecnología microfotónica para reemplazar dispositivos electrónicos y dispositivos intracelulares biocompatibles. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, el objetivo de larga data de un enrutador totalmente óptico eliminaría los cuellos de botella electrónicos, acelerando la red. Se están desarrollando espejos perfectos para su uso en cables de fibra óptica .

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